食用合成色素及其检测技术的研究进展

赵飞

食品是我们人类生存的物质基础，其安全问题关系到人民健康。颜色，给人以最直接的视觉信息，自然、悦人的颜色可以增加食欲，提高产品的市场影响力，是评价食品的一项重要基本参数。色素又称着色剂，一般分为食用天然色素和食用合成色素两类。食用天然色素是从一些动物和植物的组织中提取的，安全性高，但其稳定性差，着色能力弱，且资源短缺，价格昂贵。食用合成色素，是用人工方法进行化学合成而制得的有机色素，主要是以苯、甲苯、萘等化工产品为原料，经过磺化、硝化、偶氮化等一系列有机反应而合成的，且按其化学结构，又分为偶氮类色素和非偶氮类色素。

食用合成色素用于食品加工中，主要是为了改善食品的外观色泽。大量的研究证明，几乎所有的食用合成色素都不能向人体提供营养物质，且食用过量的食用合成色素会对人体产生一定的安全性问题，因而我国规定了食用合成色素的使用限量及检测方法。食用合成色素的种类很多，但国际上允许用于食品加工行业的仅有30多种，且因其存在着安全性问题而在不断减少。因油溶性色素不溶于水，在人体内不易排出，毒性较大，因此我国允许使用的食用合成色素多为水溶性色素，主要有柠檬黄、日落黄、胭脂红、诱惑红、苋菜红、亮蓝等。色淀也是合成色素中的一部分，它是由水溶性食用合成色素加入到许可使用的不溶性基质上所制备的特殊色素，不溶性基质主要为氧化铝。

食用合成色素，因其具有资源丰富，成本低，色泽鲜艳，颜色可调，着色力强，性质稳定等特点，而被广泛应用于食品加工生产中。同时，由于食用合成色素多以苯、甲苯等化工产品为原料，经一系列有机反应制得，食用过量对人体健康具有一定的危害。随着食品工业的快速发展和人们食用加工食品的日益增多，市场上滥用食用合成色素的行为不断扩张，为保证食品质量安全，了解有关食用合成色素的知识，研制简便、快速、高效的分析检测方法尤为重要。当前用于检测食用合成色素的方法较多，主要有高效液相色谱法、薄层色谱法、毛细管电泳法和分光光度法。本文对食用合成色素及其检测技术的研究进展分别进行了综述。

1.高效液相色谱法

该法为食品中合成色素检测的国家标准方法第一法，也是目前用于食品中合成色素检测的常用方法之一。该法是在酸性条件下，用聚酰胺粉将样品中的食用合成色素吸附，并用甲醇甲酸溶液将使用天然色素洗去后，使用乙醇氨水水溶液作为洗脱液，将食用合成色素洗脱并收集。洗脱液经浓缩、调节pH值、过滤后，经高效液相色谱仪进行分离检测。检测在254nm下使用梯度洗脱方式进行，准确性高，重现性好。

采用高效液相色谱法进行合成色素的分离检测时，国标方法采用梯度洗脱单波长检测，但在该条件下会产生较严重的基线漂移，灵敏度较差。当前，使用该方法进行食品中的合成色素检测时，样品的前处理过程除按照国标方法进行之外，通常有以下几种：(1)液态食品：碳酸饮料通常经加热或超声震荡，除去其中的二氧化碳；酒类食品先于水浴上加热，除去乙醇；含乳饮料，将蛋白质离心沉淀后除去。然后，调节待测液的pH值，经0.45um滤膜过滤后待测。(2)肉制品：含水量较多的肉制品，先于水浴上将过多的水分蒸出，经石油醚将肉制品中脂肪除去，再采用乙醇氨水水溶液进行合成色素提取，提取液经亚铁氰化钾和乙酸锌溶液沉淀蛋白，离心除去蛋白质后，将提取液于水浴上浓缩后再定容至一定体积，经0.45um滤膜过滤后待测。(3)糕点类食品：该类食品经乙醇氨水溶液提取色素后，旋蒸除去其中所含乙醇，经甲醇溶液洗去样品中所含的天然色素后，经氨水的甲醇溶液洗脱并收集合成色素，经0.45um滤膜过滤后待测。

利用二极管阵列检测器对肉制品中食用合成色素柠檬黄、苋菜红、胭脂红和日落黄进行光谱扫描，由光谱图确定了不同食用合成色素的最大吸收波长。结合在梯度洗脱条件下，不同食用合成色素的出峰顺序，在不同时间段分别采用相应食用合成色素的最佳检测波长进行检测，样品中的食用合成色素得到了很好的分离，且相比于使用单一波长检测灵敏度有较大提高，同时克服了254nm下梯度洗脱时造成的基线漂移，减少共存物的干扰。4种食用合成色素回收率为91.5％～99.3％，相对标准偏差小于1.5％。

2.薄层色谱法

该法是通过在酸性条件下，采用聚酰胺粉吸附样品中的水溶性酸性合成色素，再在碱性条件下解吸附，通过薄层色谱法进行分离后，由分光光度计进行吸光度检测，与标准比较进行定性定量。通过自制硅胶板，用薄层色谱法将辣椒酱中的苏丹红1分离，刮下斑点溶解后再利用分光光度法测定，所得的波长和吸光度的谱图与标准溶液的谱图进行对照，从而确定辣椒样品中存在苏丹红Ⅰ。该方法简便快捷、现象明显、经济实用、结果可靠，尤其适合于基层检测机构及小工厂的有关食品检验。但该方法的检出量为50ug，灵敏度较低，适用于含有大量合成色素的样品的分析检测。

3.分光光度法

分光光度法用于测定食用合成色素是利用物质对光的吸收具有选择性，且在一定浓度范围内，峰高同样品中食用合成色素的含量成正比，故将不同的食用合成色素的吸收谱图同标准谱图对照，即可进行快速定性，同时根据标准曲线进行定量。以稳定回归分光光度法同时测定3组分食用色素，改进了最小二乘法(通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配)受异常点影响显著及对测量波长的位置要求严格等不足，并将该方法用于混合标准试样及市售饮料中的合成色素测定，结果满意。

4.其他方法

示波极谱法测定合成色素，是根据食品中的合成色素在特定的缓冲溶液中，在滴汞电极上产生敏感的极谱波，该极谱波的波高同样品中合成色素的浓度成正比。该法用于定性分析时，灵敏度较低，一般用于定量分析。采用示波极谱法对饮料及糖果中的柠檬黄进行了检测，该方法具有仪器价廉、操作简单、灵敏度高、选择性好等特点，其最低检出浓度为0.2mg／mL，加标回收率为96％～112％。

毛细管电泳法，是以弹性石英毛细管为分离通道，在其两端加以高压直流电场作为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现样品中不同成分的分离，再对分离后的组分进行检测的分析方法。采用毛细管电泳法直接分离测定饮料中日落黄、胭脂红、柠檬黄。在波长247nm，分离电压15kV，pH=10.0，10mmoL／L的NaH2P04 10mmoL／L的Na₂B₄O₇缓冲溶液中，日落黄、胭脂红、柠檬黄在8min内得到了较好的分离，用于测定市售饮料中3组分含量得到满意结果。

采用高效液相色谱质谱连用法测定饮料中的人工合成色素，对8种人工合成色素进行了定性和定量分析。该方法简单、准确、灵敏，能够针对饮料中这8种人工合成色素进行确认和定量分析。

当前食品安全问题不断出现，安全状况不容乐观。在部分食品生产企业为了个人利益非法而添加食用合成色素的情况日益增多的今天，若能研制出准确、可靠、快速的可用于现场检验的方法，将会具有重要的现实意义。